[发明专利]一种带有中间传热介质的气化器设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及气化器领域，尤其涉及一种带有中间传热介质的气化器设计方法。

背景技术

带有中间传热介质的气化器（Intermediate Fluid Vaporizer，简称IFV气化器)通过使用诸如丙烷等中间传热介质加热和气化诸如液化天然气（简称LNG）等低温液体，是LNG港口接收站中的重要设备，通常包括中间介质气化器 （E1）、LNG气化器（E2）和天然气(简称NG)调温器（E3）。IFV气化器的换热效果和换热管的数量有很大关系，但是目前还没有相应的设计换热管的数量的方法，都是根据应用场景粗犷地估计换热管数量，降低了IFV气化器的换热效果，难以满足实际换热的需求。

发明内容  

本发明提供一种带有中间传热介质的气化器设计方法，可有效克服现有技术中粗犷地估计换热管数量降低了IFV气化器的换热效果的缺陷。

本发明的第一方面提供一种带有中间传热介质的气化器设计方法，包括：根据E1换热器预设的换热管数获得E1换热器的换热面积，根据所述E1换热器的换热面积通过递归方法获得所述E1换热器的所需的换热管数；根据E2换热器预设的换热管数获得E2换热器的换热面积，根据所述E2换热器的换热面积通过递归方法获得所述E2换热器的所需的换热管数；根据E3换热器预设的换热管数获得E3换热器的换热面积，根据所述E3换热器的换热面积通过递归方法获得所述E3换热器的所需的换热管数。

根据第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述根据E1换热器预设的换热管数获得E1换热器的换热面积，包括：根据液化天然气LNG的总流量和物性参数，获得所述LNG的总换热量；根据获得所述LNG的总换热量，获得海水的流量，从而获得E1换热器中海水释放的热量；根据E1换热器预设的换热管数和所述E1换热器中海水释放的热量获得换热管的热流密度，根据所述热流密度获得管外换热系数；根据海水的物性参数和进出口条件，获得管内换热系数；根据所述管内换热系数和所述管外换热系数获得传热系数；根据E1换热器换热量和所述传热系数，获得E1换热器的换热面积。

根据第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述根据所述E1换热器的换热面积通过递归方法获得所述E1换热器的所需的换热管数，包括：根据获得所述E1换热器的换热面积，获得对应的E1换热器的换热管数；将获得的所述对应的E1换热器的换热管数与所述E1换热器预设的换热管数进行比较，如果满足条件，则判定所述E1换热器预设的换热管数为所述E1换热器的所需的换热管数；如果不满足条件，则将获得的所述对应的E1换热器的换热管数代入E1换热器预设的换热管数进行递归运算。

根据第一方面，在第三种可能的实现方式中，根据E2换热器预设的换热管数获得E2换热器的换热面积，包括：获得液化天然气LNG从E1换热器的出口温度；根据所述液化天然气的出口温度，将每个换热管分为多个分段，根据LNG入口流量和E2换热器预设的换热管数数获得每个分段的管内LNG流速，根据所述每个分段的管内LNG流速获得每个分段的雷诺数，根据所述每个分段的雷诺数获得每个分段的管内LNG换热系数；根据中间传热介质的物性库获得每个分段的管外中间传热介质换热系数；根据所述每个分段的管内LNG换热系数和所述每个分段的管外中间传热介质换热系数获得每个分段的传热系数；根据每个分段的换热量、每个分段的换热温差、每个分段的传热系数获得换热面积。

根据第一方面或第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，根据所述E2换热器的换热面积通过递归方法获得所述E2换热器的所需的换热管数，包括：根据获得所述E2换热器的换热面积，获得对应的E2换热器的换热管数;将获得的所述对应的E2换热器的换热管数与E2换热器预设的换热管数进行比较，如果满足条件，则判定E2换热器预设的换热管为E2换热器的所需的换热管数；如果不满足条件，则将获得的所述对应的E2换热器的换热管数代入E2换热器预设的换热管数，进行递归运算。